Uutiset

Uusi ohjelma mallintaa nopeasti, miten virusta kantavat aerosolit liikkuvat sisäilmassa

Apulaisprofessori Ville Vuorinen kehittää Suomen Akatemian rahoittamassa hankkeessa avoimen koodin ohjelmaa, joka vauhdittaa aerosolien leviämisen tutkimista. Ohjelma tekee jopa tunnissa sen, mihin aiemmin kului supertietokoneella useita päiviä.

Uudella ohjelmalla tehty simulaatio näyttää, miten ilmanvaihto vaikuttaa aerosolipilven hälvenemiseen ja miten aerosolit leviävät linja-autossa. Simulaatiot ja visualisointi Ville Vuorinen ja Heikki Kahila, Aalto-yliopisto

Aerosolit ovat hengitysteistä lähteviä pieniä hiukkasia, jotka voivat kantaa mukanaan taudinaiheuttajia, kuten koronaviruksia.

Aalto-yliopiston apulaisprofessori Ville Vuorinen kehittää parhaillaan tutkimusryhmänsä kanssa ohjelmaa, jolla voidaan aiempaa nopeammin mallintaa aerosolien liikkumista. Hanke sai keväällä Suomen Akatemian erityisrahoituksen COVID-19-haussa. Monitieteellisessä tutkimuksessa ovat mukana myös Aalto-yliopiston professori Mikko Alavan tutkimusryhmä sekä joukko Helsingin yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen tutkijoita.

”Aerosolien merkityksestä koronaviruksen leviämisessä on yhä vahvempaa tutkimusnäyttöä. Normaalisti aerosolimallinnuksiin menee useita päiviä, ja työ vaatii supertietokoneen laskentatehon. Meidän ohjelmamme hyödyntää pelimaailmasta tuttuja näytönohjaimia eli grafiikkaa näytölle piirtäviä kortteja. Niiden ansiosta mallinnus voidaan tehdä tavallisella tehokkaalla pöytäkoneella jopa yhdessä tunnissa”, Vuorinen sanoo.

Suljettu sisätila on riski

Ohjelman avulla voidaan mallintaa esimerkiksi ihmismäärän ja ihmisten sijoittumisen, tilaratkaisujen sekä ilmanvaihdon vaikutusta aerosolipilvien muodostumiseen, leviämiseen ja hälvenemiseen. Ohjelman valmistuttua Vuorinen aikoo antaa koodin kaikkien halukkaiden käyttöön.

”Hanke kestää puolitoista vuotta, ja sen aikana mallinnamme itse erilaisia julkisia tiloja elokuvateattereista urheilutapahtumiin, joukkoliikennevälineisiin ja kouluihin. Tavoitteena on, että projektin päätyttyä meillä on tehokas ja muokattava työkalu, joka palvelee tutkijoita ja muita ammattilaisia.  Toivomme, että ohjelmamme voisi osaltaan mahdollistaa yhteiskunnan turvallisemman toiminnan myös pandemian aikana.”

Vuorinen keskittyy ryhmänsä kanssa sisätilojen mallintamiseen, koska riski aerosolitartuntaan on niissä merkittävästi ulkotiloja suurempi. Aerosolipitoisuudet kasvavat erityisesti suljetuissa tiloissa, joissa on paljon ihmisiä ja joissa puhutaan kovaa, huudetaan tai lauletaan. Altistusriskiä voi pienentää oleskelemalla tällaisissa tiloissa mahdollisimman lyhyen ajan, pitämällä etäisyyttä ja käyttämällä oikeanlaista maskia.

Viime keväänä Aalto-yliopiston, Ilmatieteen laitoksen, VTT:n ja Helsingin yliopiston tutkijat selvittivät monialaisessa hankkeessa muun muassa sitä, miten yskiessä tai puhuessa syntyvät eri kokoiset pisarat käyttäytyvät ilmassa.  Aiemmin on kuviteltu, että vain hyvin pienet, alle 5 mikrometrin kokoiset pisarat voivat jäädä leijumaan aerosolihiukkasina ilmaan.

”Tutkimus on kuitenkin osoittanut, että myös suuremmat, jopa 50–100 mikrometrin kokoiset pisarat voivat kuivua ilmavirtauksia seuraaviksi aerosoleiksi. Suurin osa ihmisen hengittämistä pisaroista jää siis ilmaan. Tiedolla on suuri merkitys julkisten tilojen tuuletuksen, ilmanvaihdon ja maskisuosituksien kannalta”, Ville Vuorinen sanoo.

Kevään tutkimusartikkeli Modelling aerosol transport and virus exposure with numerical simulations in relation to SARS-CoV-2 transmission by inhalation indoors (sciencedirect.com)

Uudet mallinnukset vahvistavat: Sairaiden eristäminen ja etätyön suosiminen ovat avainasemassa koronan torjunnassa

Mitä pidempään ja tiiviimmin julkisessa sisätilassa oleskellaan, sitä suuremmaksi tartuntariski kasvaa, tutkijat korostavat. Työvuoroja limittämällä ja hyvällä ilmanvaihdolla voidaan parantaa työpaikkojen turvallisuutta.

Lue lisää
Aerosol particles

Koronan leviämistä supertietokoneella mallintaneet tutkijat: Tärkeintä on nyt välttää vilkkaita sisätiloja

Neljän suomalaisen tutkimusorganisaation yhteishanke on selvittänyt koronaviruksen kulkeutumista ja leviämistä ilmassa. Alustavien tulosten mukaan virusta kantavat aerosolihiukkaset voivat säilyä ilmassa luultua pidempään, ja siksi vilkkaiden julkisten sisätilojen välttäminen on tärkeää. Samalla pienenee riski pisaratartuntaan, joka on koronaviruksen tärkein tarttumisväylä.

Lue lisää
Aerosolipilven mallintaminen
Health and Wellness researcher looking at a 3D printer from below

Auta taistelussa koronavirusta vastaan

Lahjoita nyt ja tue koronaviruspandemiaan liittyvää tutkimusta ja opetusta.
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Taiteellinen kuva panssaroidusta superhydrofobisesta pinnasta, joka kestää iskuja ja hylkii nesteitä tehokkaasti. Kuva: Juha Juvonen.
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Vettä hylkivä panssaripinnoite voi pian tehostaa aurinkopaneeleja ja tuoda suksiin lisäluistoa

Kesäkuussa Aalto-yliopiston tutkijat kertoivat kehittämästään pinnoitteesta Nature-lehdessä. Nyt pinnoitteesta aletaan kehittää lukuisia kaupallisia sovelluksia muun muassa rakennus- ja elektroniikkateollisuuden kanssa.
The computer game could help in the treatment of depression alongside therapy and drug treatment. Picture: Matias Palva’s research group, Aalto University.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat kehittävät tietokonepeliä masennuksen hoitoon

Terapeuttisen toimintavideopelin pelaaminen voi helpottaa masennuspotilaiden oireita ja parantaa heidän kognitiivista toimintakykyään.
putretti-lannoite
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat kehittivät tuhkasta ja kompostista metsien täsmälannoitteen

Putretiksi nimetty lannoite sisältää fosforia, kaliumia, hiiltä ja hitaasti vapautuvaa typpeä, jotka edistävät puiden kasvua. Sen valmistus kuluttaa selvästi vähemmän energiaa kuin keinolannoitteiden ja vähentää myös louhimisen tarvetta.
An electron microscope image of the device used to extract entangled electrons
Mediatiedotteet Julkaistu:

Askel kohti lähes rajatonta laskentatehoa – tutkijat loivat kvanttilomittumista lämmön avulla

Helppo ja hallittava kvanttilomittuminen lisää kokonaislaskentakapasiteettia ja mahdollistaa muun muassa kvanttisalauksen eli turvallisen tiedonsiirron suurillakin etäisyyksillä.